本發(fā)明涉及一種誤差補償方法，特別是一種數(shù)控推臺鋸工件斜切時的誤差補償方法,屬于木材加工技術領域。

背景技術：

目前數(shù)控臺鋸或普通臺鋸鋸片可在一定角度內(nèi)傾斜。理想的鋸片旋轉(zhuǎn)中心位于推臺鋸臺面與鋸片右側(cè)面的交點處(見圖2)。鋸片繞理想鋸片旋轉(zhuǎn)中心傾斜時，鋸片與臺面的交線位置不會改變，該位置即理想鋸片旋轉(zhuǎn)中心。但由于零部件的加工精度、機器的裝配精度，鋸片傾斜時的實際旋轉(zhuǎn)中心很難調(diào)整到理想的旋轉(zhuǎn)中心上，如果一味的提高零件精度、裝配精度勢必會增加大量成本。當鋸片的實際旋轉(zhuǎn)中心與理論旋轉(zhuǎn)中心不重合時，鋸片調(diào)整到不同角度后，鋸片與臺面交線的位置(下文簡稱“交線位置”)會發(fā)生改變。如圖2，通常鋸片的實際旋轉(zhuǎn)中心與理想旋轉(zhuǎn)中心誤差范圍約為±10mm。現(xiàn)假定實際旋轉(zhuǎn)中心位于理想旋轉(zhuǎn)中心的右方3mm處和下方3mm處。先將鋸片繞實際旋轉(zhuǎn)中心順時針旋轉(zhuǎn)45°，此時，交線位置已偏移原有位置2.5mm。在大多數(shù)情況下毫米級的誤差是不允許的。故需要用戶重新測量鋸片與臺面交線的位置。

綜上所述：傳統(tǒng)的臺鋸應用場景下，只要鋸片的角度發(fā)生改變，用戶就必須重新測交線的位置。

由于鋸片的旋轉(zhuǎn)中心的不確定性以往的數(shù)控推臺鋸存在以下技術缺陷和不足：

1)鋸片角度調(diào)整后需要用戶重新測量交線位置，導致效率低下。

2)若通過提高零部件精度和裝配精度使臺鋸鋸片的實際旋轉(zhuǎn)中心與理想旋轉(zhuǎn)中心重合，則導致了成本的增加。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種可以進行工件斜切時誤差補償?shù)难a償方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種數(shù)控推臺鋸工件斜切時的誤差補償方法，包括以下步驟：包括初步獲取交線位置的誤差量與鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心的位置關系步驟，進一步獲取交線位置的誤差量、已知量與旋轉(zhuǎn)角度的位置關系步驟，以及驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離以補償誤差 量步驟；

初步獲取交線位置的誤差量與鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心的位置關系步驟包括：

A.在鋸片的切割方向上建立坐標系，坐標系的x軸平行為工作臺面，y軸垂直工作臺面，設真實旋轉(zhuǎn)點為(a，b)，當鋸片偏斜角度為0°時，坐標系上的函數(shù)方程為x＝0，其中a指真實旋轉(zhuǎn)點的x方向坐標，b真實旋轉(zhuǎn)點的y方向坐標；

B.將鋸片繞真實旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)30°，坐標系上的函數(shù)方程y＝kχ+c，其中k為斜率，即原方程x＝0中的點，(0，b)繞(a，b)旋轉(zhuǎn)30°后，坐標為(a-cos30°×a，b+sin30°×a)，帶入函數(shù)y＝kχ+c中，即得：化簡得方程一：

C.將鋸片繞真實旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)60°，函數(shù)方程y＝k′x+c′，其中原方程x＝0中點(0，b)旋轉(zhuǎn)60°后坐標為(a-cos60°×a，b+sin60°×a),代入函數(shù)y＝k′x+c′，即 得出方程二:

D.將方程一代入方程得到方程三 將方程二代入方程得到方程四

E.設鋸片偏斜0°時切割長度為L1，偏斜30°時切割長度為L2，偏斜60°時切割長度為L3，其中，L1、L2和L3為被切割后木料的最大長度；

即Δ₁＝L2-L1,則(Δ₁，0)為方程一上的點；

Δ₂＝L3-L1,則(Δ₂，0)為方程二上的點；

將(Δ₁，0)代入方程一:

得方程五

將(Δ₂，0)代入方程二:

得方程六

由方程五和方程六得出方程七：

$a=\frac{3{\mathrm{\Δ}}_1-{\mathrm{\Δ}}_2}{4-2\sqrt{3}},b=-\frac{\sqrt{3}}{3}\×\frac{3{\mathrm{\Δ}}_1+3{\mathrm{\Δ}}_2-2\sqrt{3}{\mathrm{\Δ}}_2}{4-2\sqrt{3}};$

進一步獲取交線位置的誤差量、已知量與旋轉(zhuǎn)角度的位置關系步驟包括：

F.取任意角度θ，則

鋸片偏斜角度為0°時，函數(shù)方程為x＝0中的點(0，b)繞(a，b)旋轉(zhuǎn)θ°后坐標為:

(a-cosθ×a，b+sinθ×a)

代入

得

令Y＝0

則得到方程八

驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離以補償誤差量步驟包括：

G.驅(qū)動靠山向工件進行位移，位移的補償量X，以補償誤差量。

其中交線位置是指在工作臺面上，鋸片切面上的一條與靠山之間具有最大的距離的平行線，交線理論上與靠山平行。

有益效果：

與現(xiàn)有技術的數(shù)控臺鋸相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下：

改變了以往只能提高零部件精度和裝配精度的方法來控制交線位置的誤差，使用過程中自動完成對鋸片傾斜時的偏移的補償，在不增加數(shù)控推臺鋸硬件成本的情況下，給刀鋸補償量，使 普通精度的數(shù)控臺鋸具有工作效率高、補償精度高的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是推臺鋸的鋸片正面示意圖；

圖2是推臺鋸的鋸片側(cè)面示意圖；

圖3是鋸片偏斜0°時的示意圖；

圖4是鋸片偏斜30°時示意圖；

圖5是鋸片偏斜60°時示意圖；

圖6是鋸片偏斜30°時坐標圖；

圖7是鋸片偏斜60°時坐標圖；

其中，1-鋸片，2-木料，3-靠山，4-工作臺面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選技術方案。

如圖所示，本發(fā)明的總構思：設計一種誤差補償方法，該方法可轉(zhuǎn)化為程序。該程序能在不同機器所具有不同的旋轉(zhuǎn)中心誤差量的情況下，根據(jù)鋸片的旋轉(zhuǎn)角度自動計算出交線位置。

并將此實際交線位置反饋回系統(tǒng)，作為系統(tǒng)補償誤差的依據(jù)。

基于以上構思，本發(fā)明以幾何原理為依據(jù)，實現(xiàn)對鋸片與臺面的交線位置實

時獲取。從處理流程可分為三步：

第一步：獲取交線位置的誤差量與鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心的位置關系。

第二步：進一步獲取交線位置的誤差量與已知量與旋轉(zhuǎn)角度的位置關系。第三步：由數(shù)控推臺鋸的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離，以補償誤差量。

具體過程如下：

第一步：每臺臺鋸的鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心都不相同，必須首先要獲取鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心與交線位置的位置關系。

可以獲取的量有①鋸片的傾斜角度。②鋸片角度調(diào)整后交線的位置的誤差量。他們的獲取方法如下：

①鋸片傾斜角度的可由數(shù)控系統(tǒng)提供，通常數(shù)控系統(tǒng)具有鋸片角度檢測的功能。

②交線的位置的誤差量可通過“試切法”獲取。保持靠山位置不變，以靠山位置為基準，分別在鋸片垂直狀態(tài)下、鋸片傾斜30°、鋸片傾斜60°狀態(tài)下鋸切木料。量取木料鋸切后的長度L ₁、L₂、L₃。并計算兩長度之間的差值，即可獲取交線的位置的誤差量Δ₁、Δ₂。

獲取鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心與交線的位置的誤差量Δ₁、Δ₂的關系方法分為以下4個步驟：

初步獲取交線位置的誤差量與鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心的位置關系步驟、進一步獲取交線位置的誤差量與已知量與旋轉(zhuǎn)角度的位置關系步驟以及驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離以補償誤差量步驟；

初步獲取交線位置的誤差量與鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心的位置

關系步驟包括：

A.在鋸片的切割方向上建立坐標系，，坐標系的x軸平行為工作臺面，y軸垂直工作臺面，設真實旋轉(zhuǎn)點為(a，b)，當鋸片偏斜角度為0°時，函數(shù)方程為x＝0；

B.將鋸片繞真實旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)30°，即y＝kχ+c，其中原方程x＝0中的點，(0，b)繞(a，b)旋轉(zhuǎn)30°后，坐標為(a-cos30°×a，b+sin30°×a)，帶入函數(shù)y＝kχ+c中，即得： 化簡得方程一：

C.將鋸片繞真實旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)60°，即y＝k′x+c′，其中 原方程x＝0中點(0，b)旋轉(zhuǎn)60°后坐標為(a-cos60°×a，b+sin60°×a),代入函數(shù)y＝k′x+c′，即 得出方程二:

D.將方程一代入方程得到方程三 將方程二代入方程得到方程四

E.設鋸片偏斜0°時切割長度為L1，偏斜30°時切割長度為L2，偏斜60°時切割長度為L3

即Δ₁＝L2-L1,則(Δ₁，0)為方程一上的點；

Δ₂＝L3-L1,則(Δ₂，0)為方程二上的點；

將(Δ₁，0)代入方程一:

得方程五

將(Δ₂，0)代入方程二:

得方程六

由方程五和方程六得出方程七：

$a=\frac{3{\mathrm{\Δ}}_1-{\mathrm{\Δ}}_2}{4-2\sqrt{3}},b=-\frac{\sqrt{3}}{3}\×\frac{3{\mathrm{\Δ}}_1+3{\mathrm{\Δ}}_2-2\sqrt{3}{\mathrm{\Δ}}_2}{4-2\sqrt{3}};$

至此，完成了通過“試切法”獲取鋸片實際旋轉(zhuǎn)中心與交線的位置的誤差量Δ₁、Δ₂之間的關系，第二步：進一步獲取交線位置的誤差量與已知量與旋轉(zhuǎn)角度的位置關系。過程如下，步驟包括：

F.取任意角度Θ，則

鋸片偏斜角度為0°時，函數(shù)方程為x＝0中的點(0，b)繞(a，b)旋轉(zhuǎn)θ°后坐標為:

(a-cosθ×a，b+sinθ×a)

代入

得

令Y＝0

則得到方程八

第三步：由數(shù)控推臺鋸的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離，以補償誤差量。

根據(jù)此公式計算得出補償位移量χ后數(shù)控系統(tǒng)向驅(qū)動靠山運動的伺服電機發(fā)出位移指令，使靠山向誤差的同方向移動χ， 已達到補償誤差的目的，驅(qū)動靠山位移一個補償量的距離以補償誤差量步驟包括：

G.驅(qū)動靠山向工件進行位移，位移的補償量X，以補償誤差量。

簡要的說，具體分為以下步驟：

1.如圖3，將臺鋸鋸片調(diào)整到90°垂直。將靠山固定于一個位置后不在調(diào)整。

2.選擇以尺寸合適的木料，以靠山為基準鋸切該木料。

3.鋸切完畢后測量鋸切后木料長度L1，并記錄。

4.如圖4，將臺鋸鋸片調(diào)整到傾斜30°，靠山位置不調(diào)整。

5.選擇以尺寸合適的木料，以靠山為基準鋸切該木料。

6.鋸切完畢后測量鋸切后木料長度L2，并記錄。

7.如圖5，將臺鋸鋸片調(diào)整到傾斜60°，靠山位置不調(diào)整。

8.選擇以尺寸合適的木料，以靠山為基準鋸切該木料。

9.鋸切完畢后測量鋸切后木料長度L3，并記錄

10.計算L1與L2以及L2與L3的差值Δ₁、Δ₂。

以上10步目的是獲取參數(shù)Δ₁、Δ₂，每臺機器只需測量一次。完成上述10步之后，用戶每次調(diào)整鋸片的角度時將角度值代入公式中，即可算出精確的補償量，按照補償量調(diào)整靠山位置即可補償交線位置的偏移。